DE10061966A1

DE10061966A1 - Regulation of the dynamic behavior of a vehicle around a defined axis

Info

Publication number: DE10061966A1
Application number: DE10061966A
Authority: DE
Inventors: Levent Guevenc; Tilman Buente; Bilin Aksun-Guevenc; Dirk Odenthal
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-06-27
Also published as: EP1215103B1; EP1215103A3; DE50105296D1; EP1215103A2

Abstract

In einer Lenkeinrichtung für ein Straßenfahrzeug ist ein von einem Fahrer des Fahrzeugs bedienbares, über einen Lenkübertragungsstrang mit mindestens einem gelenkten Rad des Fahrzeugs verbundenes Lenkbetätigungsorgan vorgesehen. Eine Gierratenerfassungseinrichtung liefert ein für die Gierrate des Fahrzeugs repräsentatives Gierratensignal, und eine Radlenkwinkelerfassungseinrichtung liefert Radlenkwinkelinformationen über den Radlenkwinkel des gelenkten Rads. Eine auf das Gierratensignal und die Radlenkwinkelinformationen ansprechende und auf den Lenkübertragungsstrang einwirkende Regeleinrichtung ist dazu eingerichtet, bei Auftreten unerwünschter Gierbewegungen des Fahrzeugs einen fahrerunabhängigen Lenkeingriff im Sinne einer Reduzierung dieser Gierbewegungen zu bewirken. Erfindungsgemäß weist die Regeleinrichtung einen von dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelinformationen gespeisten IMZF-Regler auf, welcher ein für die unerwünschten Gierbewegungen repräsentatives Radlenkwinkelkorrektursignal bereitstellt, wobei die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, den Lenkeingriff in Abhängigkeit von dem Radlenkwinkelkorrektursignal zu bewirken. Der IMZF-Regler geht von einer Struktur mit zwei Entwurfsfreiheitsgraden aus, die in der regelungstechnischen Fachliteratur als "Disturbance Observer", "Model Regulator" oder "Two Degree of Freedom Controller" bezeichnet wird.In a steering device for a road vehicle, there is provided a steering actuator which can be operated by a driver of the vehicle and is connected to at least one steered wheel of the vehicle via a steering transmission line. A yaw rate detection device supplies a yaw rate signal representative of the yaw rate of the vehicle, and a wheel steering angle detection device supplies wheel steering angle information about the wheel steering angle of the steered wheel. A control device which responds to the yaw rate signal and the wheel steering angle information and acts on the steering transmission train is set up to effect a driver-independent steering intervention in the sense of a reduction of these yaw movements when undesired yaw movements of the vehicle occur. According to the invention, the control device has an IMZF controller fed by the yaw rate signal and the wheel steering angle information, which provides a wheel steering angle correction signal representative of the undesired yaw movements, the control device being set up to effect the steering intervention as a function of the wheel steering angle correction signal. The IMZF controller is based on a structure with two design degrees of freedom, which is referred to in the technical control literature as "Disturbance Observer", "Model Regulator" or "Two Degree of Freedom Controller".

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit der Regelung des dy namischen Verhaltens eines Fahrzeugs um eine definierte Ach se. Ein Anwendungsfall ist die Regelung des Lenkverhaltens eines Straßenfahrzeugs bei Anwesenheit unerwünschter Gierein flüsse auf dieses.The invention is concerned generally with the control of the dy naming behavior of a vehicle around a defined axis se. One application is the regulation of steering behavior of a road vehicle in the presence of unwanted yeasts rivers on this.

Gefährliche Fahrsituationen eines Straßenfahrzeugs (bei spielsweise Schleudern) können von unerwarteten Gierstörmo menten herrühren, die beispielsweise durch plötzlichen Sei tenwind, durch einseitigen Druckverlust in den Reifen oder durch Bremsen auf einseitig rutschigem Untergrund (sogenann tes µ-split Bremsen) hervorgerufen werden können. Der Fahrer kann in der Regel nicht angemessen auf solche Gierstörungen reagieren. Insbesondere ist mit einer Überreaktion des Fah rers zu rechnen, die die Gefährlichkeit der Fahrsituation noch verschärfen kann. Zur Unterstützung des Fahrers bei der Lenkung des Fahrzeugs sind daher Systeme entwickelt worden, die bei Auftreten unerwarteter, plötzlicher Abweichungen vom Wunschgierverhalten einen Lenkeingriff vornehmen, bei dem der vom Fahrer kommandierte Radlenkwinkel um ein von der Stärke der Abweichung vom Wunschgierverhalten abhängiges Maß verän dert wird, also ein zusätzlicher (positiver oder negativer) Korrekturradlenkwinkel aufgebracht wird. Der Lenkeingriff er folgt so, daß ein der Abweichung vom Wunschgierverhalten ent gegenwirkendes, das Fahrzeug stabilisierendes Moment erzeugt wird. Unter dem Begriff "unerwünschte Gierbewegungen" wird jede Abweichung des Ist-Gierverhaltens vom Wunschgierverhal ten verstanden.Dangerous driving situations in a road vehicle (for e.g. skidding) can be affected by unexpected yaw disturbance ments originate, for example, by sudden be tenwind, due to one-sided pressure loss in the tires or by braking on one-sided slippery surface (so-called tes µ-split brakes). The driver usually cannot adequately respond to such greed disorders react. In particular, there is an overreaction of the Fah rers to expect the dangerousness of the driving situation can exacerbate. To support the driver with the Steering of the vehicle, systems have therefore been developed when unexpected, sudden deviations from the Desire behavior make a steering intervention in which the Wheel steering angle commanded by the driver by one of the strength change the amount depending on the deviation from the desire behavior is changed, i.e. an additional (positive or negative) Correction wheel steering angle is applied. The steering intervention he follows in such a way that one entails the deviation from desire behavior counteracting, the vehicle stabilizing moment generated will. Under the term "unwanted yaw movements" is any deviation of the actual greed behavior from the desire greed behavior th understood.

Bei derartigen aktiven Lenkunterstützungssystemen ist es be kannt, die Ist-Gierrate des Fahrzeugs zu messen und sie mit einer Soll-Gierrate zu vergleichen, welche aus dem vom Fahrer eingestellten Drehwinkel δes Lenkrads abgeleitet wird. Die Differenz zwischen Ist- und Soll-Gierrate wird in einen Regler eingegeben, der abhängig von dieser Regeldifferenz den Lenkeingriff steuert. Beispielhaft wird diesbezüglich auf EP 0 474 130 A2, EP 0 614 795 B1 und EP 0 846 610 A2 verwiesen. Die in diesen Dokumenten beschriebenen Lenkunterstützungssy steme beruhen auf dem Prinzip der sogenannten robusten ein seitigen Entkopplung der Gierbewegung des Fahrzeugs von des sen Seitenbewegung.In such active steering assistance systems, it is be knows how to measure the actual yaw rate of the vehicle and using it to compare a target yaw rate, which from the driver set angle of rotation δes steering wheel is derived. the The difference between the actual and target yaw rate is recorded in a controller entered, which depends on this system deviation Steering intervention controls. For example, reference is made in this regard to EP 0 474 130 A2, Reference is made to EP 0 614 795 B1 and EP 0 846 610 A2. The steering assistance systems described in these documents stems are based on the principle of the so-called robust one lateral decoupling of the vehicle's yaw movement from the sen sideways movement.

Aus der EP 0 916 568 A2 ist ein Aktuator zum Erzeugen eines zusätzlichen Lenkwinkels für Straßenfahrzeuge bekannt. Zum Erzeugen eines zusätzlichen Lenkwinkels für ein Fahrzeug wird dabei mittels eines Aktuators, der einen von einem Mikropro zessor gesteuerten, als Antrieb wirkenden Elektromotor und ein mittels des Elektromotors angetriebenes Getriebe auf weist, an die Räder des Fahrzeugs ein zusätzlicher Lenkwinkel an die Fahrzeugachse aufgebracht.EP 0 916 568 A2 discloses an actuator for generating a additional steering angle known for road vehicles. To the Generate an additional steering angle for a vehicle by means of an actuator, the one from a micropro processor-controlled electric motor acting as a drive and a gear driven by the electric motor has an additional steering angle on the wheels of the vehicle applied to the vehicle axle.

Aus der EP 1 000 838 A2 ist ein Verfahren zur Regelung der Querdynamik eines Fahrzeugs mit Vorderachslenkung bekannt. Bei diesem Verfahren wird anhand eines linearen Fahrzeugmo dells, das ein dynamisches Wunschverhalten des Fahrzeuges re präsentiert, ein erster Sollwert für die Giergeschwindigkeit ermittelt, der dem durch Betätigung eines Steuerorgans einge steuerten Fahrerwunsch entspricht. Unter der Nebenbedingung, daß der Schwimmwinkel im Bereich der nicht gelenkten Hinter räder des Fahrzeugs einen begrenzten Wert nicht überschreiten soll, wird ein weiterer Sollwert ermittelt, und es wird der dem Betrage nach kleinere dieser beiden Sollwerte als der für die Regelung maßgebliche Sollwert der Giergeschwindigkeit ge nutzt und dadurch ein Schleudern des Fahrzeugs mit hoher Zu verlässigkeit vermieden.From EP 1 000 838 A2 a method for regulating the Known transverse dynamics of a vehicle with front axle steering. This method is based on a linear vehicle mo dells, which is a dynamic desired behavior of the vehicle presents a first setpoint for the yaw rate determined, the turned by actuation of a control member controlled driver's request. Under the secondary condition that the side slip angle is in the area of the non-steered rear wheels of the vehicle do not exceed a limited value should, a further setpoint is determined, and it becomes the the magnitude of these two setpoints is smaller than that for the regulation of the relevant setpoint of the yaw rate ge uses and thereby a skidding of the vehicle with high zu reliability avoided.

Aus der DE 197 51 227 A1 ist ein Lenksystem für ein Kraft fahrzeug mit wenigstens einem lenkbaren Rad, einem Stellan trieb und einem Uberlagerungsgetriebe bekannt. Durch das Uberlagerungsgetriebe wird die durch das Fahrzeug initiierte Lenkbewegung und die durch den Stellantrieb initiierte Bewe gung zur Erzeugung der Lenkbewegung des lenkbaren Rades über lagert. Dabei wird die Gierbewegung des Fahrzeugs erfaßt und bei Vorliegen eines bestimmten Fahrzeugzustands ein Steuersi gnal abhängig von diesem Giersignal gebildet. Der Stellan trieb wird dann zur Initiierung der Bewegung durch das er zeugte Steuersignal angesteuert. Weiterhin wird eine den Bremszustand des Fahrzeugs repräsentierende Bremsgröße erfaßt und das Vorliegen des Fahrzeugzustands abhängig von dieser Bremsgröße bestimmt. Diese Technik ermittelt einen aktiven Lenkeingriff zur Verbesserung des Gierverhaltens, der ereig nisgesteuert nur dann eingeschaltet wird, wenn eine äußere Störung der Fahrzeugbewegung detektiert wird.DE 197 51 227 A1 discloses a steering system for a force vehicle with at least one steerable wheel, a Stellan drive and a superposition gear known. By the The superposition gear is initiated by the vehicle Steering movement and the movement initiated by the actuator supply to generate the steering movement of the steerable wheel stores. The yaw movement of the vehicle is detected and in the presence of a certain vehicle condition, a tax sign gnal is formed as a function of this yaw signal. The Stellan drive then becomes the initiation of movement through which he generated control signal driven. Furthermore, a den Brake quantity representing the braking state of the vehicle is detected and the existence of the vehicle state as a function of this Brake size determined. This technique determines an active Steering intervention to improve the yaw behavior that occurs nis-controlled is only switched on when an external Disturbance of the vehicle movement is detected.

Aus der US 5,696,681 ist es bekannt, den Reifendruck eines Fahrzeugs zu überwachen, um Reifenpannen unverzüglich zu er fassen. Ein Druckabfall wird als Reifenpannen-Ereignissignal ausgegeben, um abhängig von diesem Ereignis eine radselektive Bremsbetätigung auszuüben.From US 5,696,681 it is known to measure the tire pressure of a Monitor the vehicle in order to detect punctures immediately grasp. A pressure drop is called a flat tire event signal issued to a wheel-selective depending on this event To apply the brake.

Auch wenn der Stand der Technik im Zusammenhang mit straßen gebundenen Fahrzeugen erläutert wird, treten ähnliche Proble me bei anderen Fahrzeugen (Schiffe, Flugzeuge, usw.) bezüg lich sämtlicher dort möglicher Freiheitsgrade (Rollen, Nic ken, Gieren, usw.) auf. Ein Beispiel für eine plötzliche Gierstörung bei einem Flugzeug ist der einseitige Triebwerks ausfall, der durch Verstellung des Seitenruders ausgeregelt werden muß.Even if the state of the art related to roads bound vehicles, similar problems arise me for other vehicles (ships, airplanes, etc.) Lich all possible degrees of freedom there (roles, Nic yaw, etc.). An example of a sudden Yaw disorder in an aircraft is the one-sided engine failure, which is compensated for by adjusting the rudder must become.

In der Regelungstechnik ist unter den Begriffen "Disturbance Observer", "Model Regulator" oder "Two Degree of Freedom Con troller" eine Regelungsstruktur mit zwei Entwurfsfreiheits graden bekannt, die bei einer Reihe von Regelungsaufgaben in der Antriebstechnik erfolgreich eingesetzt wurde, um ein System unempfindlich sowohl im Führungsverhalten gegenüber Mo dellierungsfehlern als auch gegenüber äußeren Störungen zu machen (vgl. K. Ohnishi et. al., "Microprocessor Controlled DC Motor for Load Insensitive Position Servo System", IEEE Tr. Industrial Electronics, Vol. IE-34, S. 44-49, 1987).In control engineering, the terms "Disturbance Observer "," Model Regulator "or" Two Degree of Freedom Con troller "a regulatory structure with two design freedoms degrees that are involved in a number of control tasks in of drive technology was successfully used to create a system insensitive to both leadership behavior and Mo delling errors as well as against external disturbances make (cf. K. Ohnishi et. al., "Microprocessor Controlled DC Motor for Load Insensitive Position Servo System ", IEEE Tr. Industrial Electronics, Vol. IE-34, pp. 44-49, 1987).

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelung zur Fahrzeugsteuerung zu schaffen, die hinsichtlich Störunterdrückung und Führungs verhalten Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweist.Based on this prior art, it is the task of present invention, a vehicle control system to create that in terms of interference suppression and guiding has cautious advantages over the prior art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der un abhängigen Ansprüche gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the un dependent claims solved.

Allgemein sieht die Erfindung eine geregelte Einrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhaltens eines Fahrzeugs um eine definierte Achse vor. Die Einrichtung weist dabei auf:
In general, the invention provides a regulated device for controlling the dynamic behavior of a vehicle about a defined axis. The facility shows:

- An actuator for controlling an adjustable one Control (for example, by a user), where the actuator with the control via a control transmission line is connected and the control the Behavior (yawing, nodding, rolling, rolling, etc.) of the driving influenced about the defined axis,
- A sensor for detecting the rate of rotation of the vehicle the defined axis,
- A sensor for detecting a for the position of the Control element representative actuating signal, and
- A controller that determines a correction signal Difference formation of the control signal with a theoretical Control signal obtained by filtering the detected rate of rotation for example, with the inverse of a wish leadership transfer function is calculated, and the correction signal to the Control transmission line returns.

Weiter sieht die Erfindung eine Lenkeinrichtung für ein Stra ßenfahrzeug vor, das aufweist
The invention also provides a steering device for a road vehicle which has

- a (for example be from a driver of the vehicle serviceable) via a steering transmission line with at least Lenkbetäti connected to a steered wheel of the vehicle governing body,
- A yaw rate detection device, which is a for the Yaw rate of the vehicle representative yaw rate signal be rides,
- A wheel steering angle detection device, which wheel steering angle information about the wheel steering angle of the steered wheel provides, and
- one on the yaw rate signal and the wheel steering angle information mations-appealing and on the steering transmission line acting control device, which is set up for this purpose Occurrence of unwanted yaw movements of the vehicle one driver-independent steering intervention in the sense of a reduction to cause these yaw movements.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß die Regeleinrich tung einen von dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelin formationen gespeisten IMZF (Inverse Modellfolgeregelung mit zwei Freiheitsgraden)-Regler umfaßt, welcher ein für die un erwünschten Gierbewegungen repräsentatives Radlenkwinkelkor rektursignal bereitstellt, und daß die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, den Lenkeingriff in Abhängigkeit von dem Radlenkwinkelkorrektursignal zu bewirken.According to the invention it is provided that the control device one of the yaw rate signal and the wheel steering angle formations fed IMZF (Inverse model sequence control with two degrees of freedom) controller, which one for the un desired yaw movements representative Radlenkwinkelkor correction signal provides, and that the control device to do so is set up, the steering intervention depending on the To effect wheel steering angle correction signal.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird also ein hier als IMZF-Regler bezeichnetes regelungstechnisches Element verwen det, um aus dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelinforma tionen bzw. dem Radlenkwinkelsignal ein Radlenkwinkelkorrek tursignal zu ermitteln, anhand dessen der Lenkeingriff durch geführt wird. Der IMZF-Regler ermittelt aus dem Gierratensi gnal eine Abschätzung des theoretischen Radlenkwinkels, der unter Zugrundelegung einer Wunschlenkübertragungsfunktion zu der aktuellen Gierrate des Fahrzeugs führen würde.In the solution according to the invention is a here as Use the technical control element labeled IMZF controller det to obtain from the yaw rate signal and the wheel steering angle informa functions or the wheel steering angle signal a wheel steering angle correction to determine door signal, based on which the steering intervention by to be led. The IMZF controller determines the yaw rate si gnal an estimate of the theoretical wheel steering angle, the on the basis of a desired steering transfer function the current yaw rate of the vehicle.

Dieser theoretische Radlenkwinkel wird mit dem durch das Rad lenkwinkelsignal angegebenen tatsächlichen Radlenkwinkel ver glichen. Der Vergleich liefert das Radlenkwinkelkorrektursi gnal. Dieses ist ein Maß für die Stärke der Abweichung vom Wunschgierverhalten und repräsentiert einen Korrekturradlenk winkel, um den der Radlenkwinkel zur Behebung der Abweichung vom Wunschgierverhalten zu korrigieren ist. Zur Ermittlung des theoretischen Radlenkwinkels ist in dem IMZF-Regler die Inverse eines Sollmodells implementiert, das eine gewünschte Gierdynamik des Fahrzeugs in Abhängigkeit des mittels des Lenkbetätigungsorgans (beispielsweise durch den Fahrer) kom mandierten Radlenkwinkels beschreibt.This theoretical wheel steering angle is matched by the wheel steering angle signal specified actual wheel steering angle ver resembled. The comparison provides the wheel steering angle correction gnal. This is a measure of the strength of the deviation from Desire behavior and represents a correction wheel steering angle by which the wheel steering angle is used to correct the deviation is to be corrected by desire behavior. For investigation of the theoretical wheel steering angle is in the IMZF controller Inverse of a target model implemented that has a desired Yaw dynamics of the vehicle as a function of the means of the Steering actuator (for example, by the driver) com mandated wheel steering angle describes.

Die Regelungseinrichtung mit dem IMZF-Regler arbeitet so, daß das Fahrzeug in seinem tatsächlich gezeigten Gierverhalten diesem Wunschgierverhalten möglichst folgt. Dies erlaubt es dem Konstrukteur oder Entwickler (gegebenenfalls sogar dem Fahrer selbst), über die konkrete Auslegung des Sollmodells das Gierverhalten des Fahrzeugs individuell, beispielsweise abhängig vom Fahrzeugtyp oder nach speziellen Bedürfnissen des Fahrers, festzulegen. Dabei ist es sogar vorstellbar, zwei oder mehr unterschiedliche Sollmodelle, beispielsweise mit unterschiedlichen Modellparametern, die zu unterschiedli chem Fahrverhalten führen, zu implementieren und je nach Be darf, etwa abhängig von der Fahrsituation, zwischen den ge speicherten Modellen umzuschalten.The control device with the IMZF controller works so that the vehicle in its actual yaw behavior follows this desire behavior as much as possible. This allows it the designer or developer (possibly even the Driver himself), about the specific design of the target model the yaw behavior of the vehicle individually, for example depending on the vehicle type or according to special needs of the driver. It is even conceivable two or more different target models, for example with different model parameters that lead to different chem driving behavior, to implement and depending on the Be may, depending on the driving situation, between the ge saved models.

Es ist möglich, daß das in inverser Form in dem IMZF-Regler implementierte Wunschmodell der Gierdynamik bei bestimmten Betriebsbedingungen (beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit, Kraftschluß zwischen Reifen und Straße, Beladungszustand, usw.) zufriedenstellende Ergebnisse liefert, bei anderen Betriebsbedingungen jedoch nicht mehr zufriedenstellend arbei tet, solange nicht zugleich auch ein oder mehrere IMZF-Reg lerparameter an Betriebsparameter angepaßt werden.It is possible that this occurs in inverse form in the IMZF controller implemented desired model of yaw dynamics for certain Operating conditions (e.g. vehicle speed, Frictional connection between tires and road, load condition, etc.) gives satisfactory results under other operating conditions however no longer working satisfactorily tet, as long as one or more IMZF Reg lerparameter are adapted to operating parameters.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist daher zur Verbesserung der Robustheit der Regelung vorgesehen, daß die in dem IMZF-Regler implementierte Inverse der gewünschten Lenkübertragungsfunktion mit der Fahrzeuggeschwindigkeit an gepaßt wird.In a preferred development of the invention is therefore to improve the robustness of the scheme provided that the inverse of the desired implemented in the IMZF controller Steering transfer function with the vehicle speed is fitted.

Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann in der Regel da von ausgegangen werden, daß der Fahrer in der Lage ist, eine Abweichung vom Wunschgierverhalten selbst auszugleichen, ohne wesentlicher zusätzlicher Lenkeingriffe durch die Regelein richtung zu bedürfen. Bevorzugt ist deshalb die Ansprechemp findlichkeit des IMZF-Reglers auf unerwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs innerhalb eines an Fahrzeugstillstand anschlie ßenden Langsamfahrbereichs der Fahrzeuggeschwindigkeit gerin ger und bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten größer. Insbe sondere kann die Ansprechempfindlichkeit des IMZF-Reglers auf Abweichungen des Fahrzeugs vom Wunschgierverhalten innerhalb des Langsamfahrbereichs dabei zumindest annähernd null sein. Im Anschluß daran sollte sie vorteilhafterweise nur allmäh lich ansteigen, um Irritationen des Fahrers durch ein abrup tes Wirksamwerden der Regeleinrichtung zu vermeiden.At low vehicle speeds it can usually be there assume that the driver is able to do a Compensate for deviations from desire behavior without significant additional steering interventions through the rule direction to need. The response temp. Is therefore preferred sensitivity of the IMZF controller to undesired yaw movements of the vehicle within one of the vehicle standstill The vehicle speed is reduced at the end of the low-speed range ger and greater at higher vehicle speeds. Especially The sensitivity of the IMZF controller can be a particular factor Deviations of the vehicle from the desire behavior within of the slow travel range must be at least approximately zero. After this, it should advantageously only be gradual Lich increase in order to irritate the driver by an abrupt to avoid the control device becoming effective.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der IMZF-Regler zur Erzielung einer Tiefpaßcharakter aufweisenden Ansprechempfindlichkeit gegenüber unerwünschten Fahrzeuggier bewegungen mit einer Tiefpaßfilteranordnung ausgeführt sein. Die Tiefpaßfilteranordnung unterdrückt beispielsweise hoch frequentes Meßrauschen der Sensoren.According to a preferred development of the invention, the IMZF controller to achieve a low-pass filter Responsiveness to unwanted vehicle greed movements be carried out with a low-pass filter arrangement. The low-pass filter arrangement, for example, suppresses to a high degree frequent measuring noise of the sensors.

Statt der Tiefpaßfilteranordnung kann auch eine Bandpaßfil teranordnung verwendet werden, die so ausgelegt ist, daß niederfrequente, also langsame Regelaufgaben dem Fahrer überlas sen bleiben und die Regeleinrichtung erst bei Abweichungen vom Wunschgierverhalten im mittleren Frequenzbereich aktiv wird. Insbesondere kann durch geeignete Auslegung der Band paßfilteranordnung erreicht werden, daß die Regeleinrichtung im wesentlichen nur im Anfangsstadium einer plötzlichen Ab weichung vom Wunschgierverhalten aktiv wird, nämlich in einem Zeitbereich, der innerhalb der sogenannten Schrecksekunde des Fahrers liegt. Nach einer gewissen Zeit, beispielsweise nach etwa 0,5 Sekunden, wenn der Fahrer seinen Schreck über die plötzliche Veränderung der Fahrsituation überwunden hat, wird die Regeleinrichtung allmählich wieder inaktiv und die Kon trolle über das Gierverhalten des Fahrzeugs wird wieder voll ständig auf den Fahrer übertragen.Instead of the low-pass filter arrangement, a band-pass filter can also be used ter arrangement are used, which is designed so that low-frequency, so left slow control tasks to the driver sen and the control device only in the event of deviations active from desire behavior in the medium frequency range will. In particular, through a suitable design of the band pass filter arrangement can be achieved that the control device essentially only in the early stages of a sudden Ab softening of desire behavior becomes active, namely in one Time range that is within the so-called shock moment of the Driver lies. After a certain time, for example after about 0.5 seconds when the driver is shocked about the has overcome a sudden change in the driving situation the control device gradually inactive again and the Kon troll over the yaw behavior of the vehicle becomes full again constantly transferred to the driver.

Die im IMZF-Regler in Form des inversen Sollmodells implemen tierte Wunschlenkübertragungsfunktion ist vorzugsweise auf Grundlage der Gierdynamik eines linearisierten Einspurmodells des Fahrzeugs gebildet.The implemen in the IMZF controller in the form of the inverse target model The desired steering transfer function is preferably on Basis of the yaw dynamics of a linearized single-track model of the vehicle.

Weiter sieht die Erfindung ein Verfahren zur Regelung des dy namischen Verhaltens eines Fahrzeugs um eine definierte Achse vor. Das Fahrzeug weist dabei ein Betätigungsorgan zum An steuern eines verstellbaren Steuerelements (beispielsweise durch einen Benutzer) auf, wobei das Betätigungsorgan mit dem Steuerelement über einen Steuerübertragungsstrang verbunden ist und das Steuerelement das dynamische Verhalten des Fahr zeugs um die definierte Achse beeinflußt. Gemäß dem Verfahren werden die folgenden Schritte ausgeführt:
The invention also provides a method for regulating the dynamic behavior of a vehicle about a defined axis. The vehicle has an actuator for controlling an adjustable control (for example by a user), the actuator being connected to the control via a control transmission line and the control influencing the dynamic behavior of the vehicle about the defined axis. According to the procedure, the following steps are carried out:

- Detecting the rate of rotation of the vehicle to the defined Axis,
- Detecting a right for the position of the control element presentative control signal,
- Calculation of a correction signal by forming the difference of the control signal with a theoretical control signal that by filtering the detected rate of rotation, for example with the Inverse of a desire transfer function calculated will, and
- Feedback of the correction signal to the control transfer supply line.

Nach einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung außerdem ein Verfahren zum Lenken eines Straßenfahrzeugs vor, welches ein (beispielsweise von einem Fahrer des Fahrzeugs bedienbares) über einen Lenkübertragungsstrang mit mindestens einem ge lenkten Rad des Fahrzeugs verbundenes Lenkbetätigungsorgan umfaßt, wobei bei dem Verfahren ein für die Gierrate des Fahrzeugs repräsentatives Gierratensignal und Radlenkwinkel informationen über den Radlenkwinkel des gelenkten Rads be reitgestellt werden und bei Auftreten unerwünschter Gierbewe gungen des Fahrzeugs ein fahrerunabhängiger Lenkeingriff auf den Lenkübertragungsstrang in Abhängigkeit von dem Gierraten signal und den Radlenkwinkelinformationen im Sinne einer Re duzierung dieser Gierbewegungen bewirkt wird.In another aspect, the invention also provides a Method for steering a road vehicle, which a (for example operable by a driver of the vehicle) via a steering transmission line with at least one ge steered wheel of the vehicle connected steering actuator comprises, wherein in the method a for the yaw rate of the Vehicle representative yaw rate signal and wheel steering angle information about the steering angle of the steered wheel be be mounted and if unwanted greed movements occur a driver-independent steering intervention on the vehicle the steering transmission line as a function of the yaw rates signal and the wheel steering angle information in the sense of a Re Reduction of these yaw movements is effected.

Erfindungsgemäß ist bei diesem Verfahren vorgesehen, daß mit tels eines von dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelin formationen gespeisten IMZF-Reglers ein für die unerwünschten Gierbewegungen repräsentatives Radlenkwinkelkorrektursignal ermittelt wird und der Lenkeingriff in Abhängigkeit von die sem Radlenkwinkelkorrektursignal bewirkt wird.According to the invention it is provided in this method that with by means of one of the yaw rate signal and the wheel steering angle formations fed IMZF controller for the undesired Yaw movements representative wheel steering angle correction signal is determined and the steering intervention depending on the sem wheel steering angle correction signal is effected.

Bevorzugt wird dabei ein IMZF-Regler verwendet, in dem die Inverse einer Wunschlenkübertragungsfunktion implementiert ist, welche eine gewünschte Gierdynamik des Fahrzeugs in Ab hängigkeit von dem mittels des Lenkbetätigungsorgans (bei spielsweise durch den Fahrer) kommandierten Radlenkwinkel des gelenkten Rads beschreibt, wobei dieses Sollmodell der Gier dynamik abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. An IMZF controller is preferably used in which the Inverse of a wish steering transfer function implemented is which a desired yaw dynamics of the vehicle in Ab depending on the steering control device (at for example by the driver) commanded wheel steering angle of the steered wheel describes, this target model of greed dynamics depends on the vehicle speed.

Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein IMZF-Regler verwendet, dessen Ansprechempfindlichkeit auf unerwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs innerhalb eines an den Fahrzeugstillstand anschließenden Langsamfahrbereichs der Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist und bei höheren Fahr zeuggeschwindigkeiten größer ist. Insbesondere wird ein IMZF-Regler verwendet, dessen Ansprechempfindlichkeit auf un erwünschte Gierbewegungen des Fahrzeugs innerhalb des Lang samfahrbereichs zumindest annähernd null ist und im Anschluß daran allmählich ansteigt.Advantageously, in the method according to the invention an IMZF controller is used, its sensitivity to unwanted yaw movements of the vehicle within a the slow travel range of the subsequent vehicle standstill Vehicle speed is lower and at higher driving machine speeds is greater. In particular, a IMZF controller is used, its response sensitivity to un desired yaw movements of the vehicle within the Lang driving range is at least approximately zero and then it gradually increases.

Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt ein IMZF-Regler verwendet, der zur Erzielung einer Tiefpaßcharak ter aufweisenden Ansprechempfindlichkeit gegenüber uner wünschten Fahrzeuggierbewegungen mit einer Tiefpaßfilteran ordnung ausgeführt ist. Anstelle der Tiefpaßfilteranordnung kann auch eine Bandpaßfilteranordnung verwendet werden.A is also preferred in the method according to the invention IMZF controller used to achieve a low-pass character ter having sensitivity to un desired vehicle yaw movements with a low-pass filter order is carried out. Instead of the low-pass filter arrangement a band pass filter arrangement can also be used.

Des weiteren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor zugsweise ebenfalls ein auf Grundlage der Gierdynamik eines linearisierten Einspurmodells des Fahrzeugs gebildete Wunsch lenkübertragungsfunktion verwendet und als invertiertes Soll modell im IMZF-Regler implementiert.Furthermore, in the method according to the invention preferably also one based on the yaw dynamics one linearized single-track model of the vehicle Steering transfer function used and as an inverted target model implemented in the IMZF controller.

Gemäß einem letzten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Computersoftwareprodukt vorgesehen, das die Ausführung eines solchen Verfahrens ermöglicht, wenn es auf einer Rechenein richtung läuft.According to a final aspect of the present invention is a Computer software product that enables the execution of a allows such a procedure if it is on a rake direction is running.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the accompanying drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 stark schematisiert ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung, Fig. 1 is a very schematic representation of a first embodiment of the steering device according to the invention,

Fig. 2 ebenfalls in starker Schematisierung ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lenkein richtung, Fig. 2 also in strong schematization, a second embodiment of the Lenkein direction according to the invention,

Fig. 3 ein Signalflußbild für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, FIG. 3 shows a signal flow diagram for the exemplary embodiment according to FIG. 1,

Fig. 4 ein Signalflußbild für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, FIG. 4 shows a signal flow diagram for the exemplary embodiment according to FIG. 2,

Fig. 5 ein abgewandeltes Signalflußbild für das Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 2, Fig. 5 shows a modified signal flow diagram for the Ausfüh approximately example according to FIG. 2,

Fig. 6 eine P-Kennlinie als Beispiel für einen geschwindig keitsselektiven Ein-/Ausschaltvorgang, Fig. 6 is a characteristic curve P as an example of a VELOCITY keitsselektiven on / off operation,

Fig. 7 den Frequenzgang eines in der erfindungsgemäßen Len keinrichtung verwendeten Bandpaßfilters und Fig. 7 shows the frequency response of a device not according to the invention in the band-pass filter used and Len

Fig. 8 schematisch ein Fahrzeugmodell als Grundlage zur Entwicklung eines IMZF-Reglers für die erfindungsge mäßen Lenkeinrichtung. Fig. 8 schematically shows a vehicle model as the basis for developing an IMZF controller for erfindungsge MAESSEN steering device.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines von einem Fahrer gelenkten Straßenfahrzeugs erläutert. Es ist indessen er sichtlich, daß die Erfindung zwanglos bei anderen Fahrzeugen (Schiffe, Tragflügelboote, U-Boote, Hubschrauber, Flugzeuge, Panzer, Sonderfahrzeuge, Gabelstapler, usw.) und bezüglich anderer Drehachsen (Rollen, Nicken, usw.) anwendbar ist. Das Lenkrad steht somit als ein Beispiel für ein Betätigungsor gan, das mittels einem Steuerübertragungsstrang (Lenküber tragungsstrang) mit einem Steuerelement (gelenktes Vorder- oder Hinterrad) verbunden ist. Das Gierratensignal ist somit ein Beispiel für ein Drehratensignal (d. h. das Signal der Winkelgeschwindigkeit um die betrachtete Achse) und das Rad lenkwinkelsignal ein Beispiel für ein Stellsignal, das für die Position eines Steuerelements repräsentativ ist.In the following the invention is based on one of a driver steered road vehicle explained. But it is him Obviously, the invention is informal in other vehicles (Ships, hydrofoils, submarines, helicopters, planes, Tanks, special vehicles, forklifts, etc.) and regarding other axes of rotation (rolling, pitching, etc.) is applicable. That Steering wheel is thus an example of an actuator gan, which is carried out by means of a control transmission line (Lenküber support line) with a control element (steered front or rear wheel) is connected. The yaw rate signal is thus an example of a yaw rate signal (i.e. the signal of the Angular velocity around the considered axis) and the wheel steering angle signal an example of a control signal that is used for the position of a control is representative.

Auch kann die Erfindung im Sinne einer unterlagerten Regelung bei automatisch bahnfolgegeregelten Fahrzeugen (beispielswei se bei Flugzeugen mit Autopilot oder automatisch spurgeführ ten Straßenfahrzeugen) angewandt werden. Unter dem Begriff Betätigungsorgan ist in diesem Fall ein entsprechender Steu ereingang zu verstehen.The invention can also be used in the sense of a subordinate regulation in the case of vehicles with automatic lane sequence control (e.g. se for aircraft with autopilot or automatic lane guidance th road vehicles). Under the term Actuator in this case is a corresponding tax to understand the entrance.

Bei einem straßengebundenen Fahrzeug stellen übrigens auch die Bremsen ein Steuerelement dar, wenn einzelne Räder eines Mehrspurfahrzeugs selektiv gebremst werden können. Die Brems kraftverteilung kann somit ein Stellsignal darstellen.Incidentally, in the case of a road-bound vehicle, too the brakes are a control when individual wheels of a Multi-lane vehicle can be selectively braked. The brake force distribution can thus represent a control signal.

Im übrigen läßt sich die Erfindung auch gut mit einer Fahrdy namikregelung auf Grundlage einer selektiven Bremsung einzel ner Räder kombinieren, da diese eine Grenzbereichshilfe dar stellt, wohingegen die vorliegende Erfindung im Normalzustand unterhalb des Grenzbereichs der Fahrdynamik, aber dafür kon tinuierlich angewendet werden kann.In addition, the invention can also be used well with a Fahrdy Naming control based on selective braking individually ner wheels, as these represent a limit area aid whereas the present invention is in the normal state below the limit range of driving dynamics, but con can be used continuously.

In Fig. 1 ist ein vom Fahrer eines straßengebundenen Kraft fahrzeugs bedienbares Lenkrad 10 zu erkennen, dessen Drehbe wegungen über einen durchgehenden mechanischen Lenkübertra gungsstrang 12 auf ein gelenktes Rad 14 des Fahrzeugs, insbe sondere ein Vorderrad, übertragen werden. Das Lenkrad ist nur ein Beispiel für ein Lenkbetätigungsorgan und die vorliegende Erfindung läßt sich zwanglos auch auf andere Lenkbetätigungs organe übertragen.In Fig. 1, a vehicle operated by the driver of a road motor vehicle steering wheel 10 can be seen, the Drehbe movements via a continuous mechanical Lenkübertra transmission strand 12 to a steered wheel 14 of the vehicle, in particular special a front wheel, are transmitted. The steering wheel is only one example of a steering actuator and the present invention can be easily transferred to other steering actuator organs.

Bei, plötzlicher Seitenwindeinwirkung auf das Fahrzeug, etwa bei Überfahren einer Brücke oder nach Herausfahren aus dem Windschatten eines Lastkraftwagens oder beim Bremsen auf stellenweise vereister Fahrbahn, kann eine unerwünschte Gier bewegung des Fahrzeugs um die Fahrzeughochachse auftreten, die zum Schleudern des Fahrzeugs und im schlimmsten Fall zu einem Unfall führen kann. Aufgrund der Plötzlichkeit, die solchen Abweichungen vom Wunschgierverhalten (Gierstörungen) häufig zu eigen ist, kann der Fahrer i. a. keine geeigneten Gegenmaßnahmen treffen. Daher ist erfindungsgemäß eine in ih rer Gesamtheit mit 16 bezeichnete Regeleinrichtung vorgese hen, die insbesondere in der Anfangsphase der Störung, wenn der Fahrer noch seine Schrecksekunde durchlebt, additiv zu dem vom Fahrer über das Lenkrad 10 kommandierten Radlenkwin kel einen der Abweichung vom Wunschgierverhalten entgegen wirkenden Korrekturradlenkwinkel auf das gelenkte Rad 14 auf bringt.In the event of a sudden crosswind effect on the vehicle, for example when driving over a bridge or after driving out of the slipstream of a truck or when braking on an icy road surface in places, an undesirable yaw movement of the vehicle can occur around the vehicle's vertical axis, which can cause the vehicle to skid and in the worst case can lead to an accident. Because of the suddenness that is often inherent in such deviations from the desire behavior (yaw disorders), the driver cannot generally take any suitable countermeasures. Therefore, according to the invention, a control device designated in its entirety by 16 is provided, which, in addition to the wheel steering angle commanded by the driver via the steering wheel 10 , counteracts one of the deviation from the desired yaw behavior, especially in the initial phase of the disturbance when the driver is still experiencing his moment of shock Corrective wheel steering angle on the steered wheel 14 brings.

Die Regeleinrichtung 16 umfaßt eine vorzugsweise von einem Mikroprozessor gebildete elektronische Regeleinheit 18, wel che von einem Radlenkwinkelsensor 20 ein Radlenkwinkelsignal erhält. Der Radlenkwinkelsensor 20 kann beispielsweise im Be reich des gelenkten Rads 14 angebracht sein und unmittelbar dessen Lenkstellung erfassen. Allgemein ermittelt der Rad lenkwinkelsensor 20 eine den Radlenkwinkel wiedergebende Grö ße (z. B. Spurstangenverschiebung, usw.).The control device 16 comprises an electronic control unit 18 , preferably formed by a microprocessor, which receives a wheel steering angle signal from a wheel steering angle sensor 20. The wheel steering angle sensor 20 can, for example, be mounted in the area of the steered wheel 14 and directly detect its steering position. In general, the wheel steering angle sensor 20 determines a variable which reflects the wheel steering angle (for example track rod displacement, etc.).

Wenn der tatsächliche Korrekturradlenkwinkel bekannt ist, kann alternativ als Radlenkwinkelsignal das Signal eines Sen sors verwendet werden, der an einer das Lenkrad 10 tragenden Lenksäule 12 des Fahrzeugs angebracht ist und beispielsweise mittels eines Potentiometers den Lenkeinschlag des Lenkrads 10 erfaßt. Zusätzlich zu dem Radlenkwinkelsignal erhält die gnal, das die momentane Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs angibt. Anhand des Gierratensignals und des Rad lenkwinkelsignals ermittelt die Regeleinheit 18, ob über die vom Fahrer vorgenommenen Lenkvorgänge hinaus ein zusätzlicher Lenkeingriff auf das gelenkte Rad 14 nötig ist, um das Fahr zeug zu stabilisieren.If the actual correction wheel steering angle is known, the signal of a sensor can alternatively be used as the wheel steering angle signal, which is attached to a steering column 12 of the vehicle supporting the steering wheel 10 and detects the steering angle of the steering wheel 10, for example by means of a potentiometer. In addition to the wheel steering angle signal, the signal is given which indicates the current yaw rate or yaw rate of the vehicle. On the basis of the yaw rate signal and the wheel steering angle signal, the control unit 18 determines whether, in addition to the steering operations performed by the driver, an additional steering intervention on the steered wheel 14 is necessary in order to stabilize the vehicle.

Bei der Lenkeinrichtung der Fig. 1 erfolgt dieser Lenkeingriff über einen gesonderten Lenkaktuator 24, welcher den von der Regeleinheit 18 ermittelten notwendigen Korrekturradlenkwin kel in den Lenkübertragungsstrang 12 einspeist und dem vom Fahrer über das Lenkrad 10 vorgegebenen Radlenkwinkel additiv überlagert. Dies ist schematisch durch eine mechanische Sum mationsstelle 26 angedeutet und wird gemeinhin als aktive Zu satzlenkung oder Überlagerungslenkung (siehe beispielsweise EP 0 916 568 A2) bezeichnet.In the steering device of Fig. 1, this steering intervention takes place via a separate steering actuator 24 , which feeds the necessary Korrekturradlenkwin determined by the control unit 18 in the steering transmission train 12 and additively superimposed on the wheel steering angle specified by the driver via the steering wheel 10. This is indicated schematically by a mechanical summation point 26 and is commonly referred to as active auxiliary steering or superimposed steering (see, for example, EP 0 916 568 A2).

Die Lenkeinrichtung der Fig. 2, bei der gleiche oder gleich wirkende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1, jedoch zusätzlich mit dem Kleinbuchstaben a versehen sind, ist dagegen als sogenannte "Steer-by-Wire" Lenkung aus gebildet, bei welcher es keinen durchgehenden mechanischen Lenkübertragungsstrang zwischen Lenkrad 10a und gelenktem Rad 14a gibt. Stattdessen enthält der das Lenkrad 10a mit dem ge lenkten Rad 14a verbindende Lenkübertragungsstrang 12a wenig stens eine nichtmechanische (beispielsweise elektrische) Teilstrecke. Der vom Fahrer kommandierte Radlenkwinkel wird von der Regeleinheit 18a elektronisch mit dem gegebenenfalls erforderlichen Korrekturradlenkwinkel zu einem Gesamtradlenk winkel additiv zusammengefaßt. Dieser wird über einen gemein samen Lenkaktuator 28a am gelenkten Rad 14a eingestellt.The steering device of Fig. 2, in which the same or identically acting components are provided with the same reference numerals as in Fig. 1, but also with the lowercase letter a, is, however, formed as a so-called "steer-by-wire" steering system, in which there is no continuous mechanical steering transmission line between steering wheel 10 a and steered wheel 14 a. Instead, contains the steering wheel 10 a with the GE steered wheel 14 a connecting steering transmission line 12 a little least a non-mechanical (for example electrical) section. The wheel steering angle commanded by the driver is combined electronically by the control unit 18 a with the possibly required correction wheel steering angle to form a total wheel steering angle. This is set via a common steering actuator 28 a on the steered wheel 14 a.

Zweckmäßigerweise ist der Radlenkwinkelsensor 20a an der Lenksäule angebracht, um unmittelbar die Drehstellung des Lenkrads 10a zu erfassen und der Regeleinheit 18a als komman dierten Radlenkwinkel zuführen zu können. Den tatsächlich eingestellten Radlenkwinkel des gelenkten Rads 14a kann die Regeleinheit 18a dann ohne weiteres aus dem kommandierten Radlenkwinkel und dem momentan eingestellten Korrekturradlenkwinkel ermitteln. Umgekehrt kann die Regeleinheit 18a auch ohne weiteres den kommandierten Radlenkwinkel rechne risch unter Zuhilfenahme des momentanen Korrekturradlenkwin kels ermitteln, falls der Radlenkwinkelsensor 20a an anderer Stelle angeordnet ist und dabei den tatsächlichen, also gere gelten Radlenkwinkel des gelenkten Rads 14a erfaßt.Appropriately, the wheel steering angle sensor 20 a is attached to the steering column in order to directly detect the rotational position of the steering wheel 10 a and to be able to supply the control unit 18 a as a commanded wheel steering angle. The actual set wheel steering angle of the steered wheel 14 a, the control unit 18 a then readily commanded from the wheel steering angle and identify the currently set Korrekturradlenkwinkel. Conversely, the control unit 18 a can easily determine the commanded wheel steering angle arithmetically with the aid of the current Korrekturradlenkwin angle if the wheel steering angle sensor 20 a is located elsewhere and detects the actual, that is, governed wheel steering angle of the steered wheel 14 a.

Zur Erläuterung des Regelalgorithmus der Lenkeinrichtung der Fig. 1 wird zusätzlich auf den Signalflußplan der Fig. 3 ver wiesen. In diesem bezeichnen δ_L den vom Fahrer kommandierten Radlenkwinkel, δ_c den zu dem kommandierten Radlenkwinkel δ_L addierten Korrekturradlenkwinkel, δ den sich aus der Überla gerung von δ_C und δ_L ergebenden, am gelenkten Rad 14 einge stellten Gesamtradlenkwinkel, r die erfaßte Gierrate des Fahrzeugs, d eine von außen auf das Fahrzeug wirkende Gier störung und n das Meßrauschen des Gierratensensors 22.To explain the control algorithm of the steering device of FIG. 1, the signal flow diagram of FIG. 3 is also referred to. In this, δ _L denotes the wheel steering angle commanded by the driver, δ _c the correction wheel steering angle added to the commanded wheel steering angle δ _L , δ the total wheel steering angle resulting from the superposition of δ _C and δ _L , set on the steered wheel 14 , r the detected yaw rate of the vehicle, d a yaw disturbance acting on the vehicle from outside and n the measurement noise of the yaw rate sensor 22 .

Geregelt wird das tatsächliche Fahrzeug mit dem tatsächlichen Aktuator, der im folgenden mit dem Symbol eines Modells be zeichnet wird. Ein Block 30 bezeichnet das - ungeregelte - Lenkübertragungsverhalten des Fahrzeugs, welches sich durch eine Lenkübertragungsfunktion G modellieren läßt. Diese gibt das Gierverhalten des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Radlenk winkel δ des gelenkten Rads 14 an. Das Übertragungsverhalten des Lenkaktuators 24 läßt sich durch eine Aktuatorübertra gungsfunktion G_a modellieren.The actual vehicle is controlled with the actual actuator, which is referred to below with the symbol of a model. A block 30 designates the - unregulated - steering transfer behavior of the vehicle, which can be modeled by a steering transfer function G. This indicates the yaw behavior of the vehicle as a function of the wheel steering angle δ of the steered wheel 14 . The transmission behavior of the steering actuator 24 can be modeled by an Aktuatorübertra transmission function G _a.

Die Regeleinheit 18 arbeitet als sogenannter IMZF-Regler. Dieser umfaßt ein durch Block 32 angedeutetes inverses Modell einer gewünschten Lenkübertragungsfunktion G_n. Dieses inverse Modell 32 besitzt dementsprechend die Übertragungsfunktion G_n ^-1. Es wird mit dem gegebenenfalls mit Meßrauschen behafte ten Signal δer erfaßten, gegebenenfalls störbehafteten Gierrate r gespeist und liefert an seinem Ausgang ein Signal δ', das einen theoretischen Radlenkwinkel δes gelenkten Rads 14 repräsentiert, der bei einem Fahrzeug mit der Lenkübertra gungsfunktion G_n zu der tatsächlich gemessenen Gierrate r führen würde. Dieses Signal δ' wird nach Durchlaufen eines Filters 34 mit der Filterübertragungsfunktion C₁ an einer Vergleichsstelle 36 mit dem gleichfalls zuvor gefilterten Radlenkwinkel δ des gelenkten Rads 14 verglichen. Zur Filte rung des Signals δ ist ein weiteres Filter 38 mit der Fil terübertragungsfunktion C₂ vorgesehen. Die Filter C₁ und C₂ können prinzipiell unterschiedlich ausgelegt werden. In einer bevorzugten Variante sind C₁ und C₂ identisch.The control unit 18 works as a so-called IMZF controller. This includes an inverse model, indicated by block 32, of a desired steering transfer function G _n . This inverse model 32 accordingly has the transfer function G _n ^-1 . It is fed with the possibly disturbed yaw rate r, possibly affected with measurement noise, and provides a signal δ 'at its output which represents a theoretical wheel steering angle δes steered wheel 14 , which in a vehicle with the steering transmission function G _n to the actually measured yaw rate r would result. After passing through a filter 34 with the filter transfer function C _1, this signal δ ′ is compared at a comparison point 36 with the likewise previously filtered wheel steering angle δ of the steered wheel 14 . To filter the signal δ, a further filter 38 with the _{filter transfer function C 2 is} provided. The filters C ₁ and C ₂ can in principle be designed differently. In a preferred variant, C ₁ and C _{2 are} identical.

Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, stellt allgemein ausge drückt die Kombination des Blocks 32 und des Blocks 34 ein Filter dar, das in dem gezeigten Beispiel die Übertragungs funktion C₃ = C₁/G_n aufweist.As shown schematically in FIG. 3, the combination of block 32 and block 34 is generally expressed as a filter, which in the example shown has the transfer function C ₃ = C ₁ / G _n .

Das Filter C₁ mit entsprechendem Differenzgrad ist für die Implementierung von 1/G_n notwendig.The filter C ₁ with a corresponding degree of difference is necessary _{for the implementation of 1 / G n.}

Der IMZF-Regler ermittelt aus dem Gierratensignal und den Radlenkwinkelinformationen bzw. dem Radlenkwinkelsignal ein Radlenkwinkelkorrektursignal, anhand dessen der Lenkeingriff durchgeführt wird. Der IMZF-Regler ermittelt genauer gesagt aus dem Gierratensignal eine Abschätzung des theoretischen Radlenkwinkels, der unter störungsfreien Verhältnissen bei einem Fahrzeug, dessen Lenkübertragungsfunktion mit der Wunschlenkübertragungsfunktion identisch ist, zu dem gleichen Gierverhalten führen würde, welches aktuell beim tatsächli chen Fahrzeug gemessen wird. Dieser theoretische Radlenkwin kel wird mit dem durch das Radlenkwinkelsignal angegebenen tatsächlichen Radlenkwinkel verglichen. Der Vergleich liefert das Radlenkwinkelkorrektursignal. Dieses ist ein Maß für die Stärke der Abweichung vom Wunschgierverhalten und repräsen tiert einen Korrekturradlenkwinkel, um den die momentane Lenkstellung des gelenkten Rads zur Behebung der Abweichung vom Wunschgierverhalten zu korrigieren ist. Zur Ermittlung des theoretischen Radlenkwinkels ist dazu in dem IMZF-Regler die Inverse eines Modells implementiert, das eine gewünschte Gierdynamik des Fahrzeugs in Abhängigkeit des vom Fahrer kom mandierten Radlenkwinkels des gelenkten Rads beschreibt.The IMZF controller determines from the yaw rate signal and the Wheel steering angle information or the wheel steering angle signal Wheel steering angle correction signal, based on which the steering intervention is carried out. The IMZF controller determines more precisely from the yaw rate signal an estimate of the theoretical Wheel steering angle, which under undisturbed conditions a vehicle whose steering transfer function with the Wish steering transfer function is identical to the same Yaw behavior would result, which is currently in the actual the vehicle is measured. This theoretical wheel steering winch kel is given by the wheel steering angle signal actual wheel steering angle compared. The comparison delivers the wheel steering angle correction signal. This is a measure for that Strength of the deviation from desire behavior and represent a correction wheel steering angle by which the current Steering position of the steered wheel to correct the deviation is to be corrected by desire behavior. For investigation the theoretical wheel steering angle is in the IMZF controller implements the inverse of a model that has a desired Yaw dynamics of the vehicle as a function of the driver's com Describes mandated wheel steering angle of the steered wheel.

Der so gebildete IMZF-Regler ist nicht nur in der Lage, äuße re Gierstörungen d herauszuregeln. Er regelt jedwede Radlenk winkeldifferenz δ'_C heraus, die auf Abweichungen des tatsäch lichen Gierverhaltens vom Wunschgierverhalten (u. a. Modellie rungsfehlern) beruhen. Diese Eigenschaft kann genutzt werden, um gezielt eine Wunschlenkübertragungsfunktion G_n festzule gen, die zu näherungsweise einer bestimmten gewünschten Gier dynamik des Fahrzeugs führt; der IMZF-Regler bewirkt, daß das Gierverhalten des geregelten Fahrzeugs dem Modell G_n folgt. Die Wunschlenkübertragungsfunktion G_n kann gegebenenfalls an die Betriebsbedingungen, insbesondere die Fahrzeuggeschwin digkeit, angepaßt werden, soweit Werte hierfür aus Messungen, Beobachtungen oder Schätzalgorithmen zur Verfügung stehen.The IMZF controller formed in this way is not only able to regulate out external yaw disturbances d. It regulates any wheel steering angle difference δ ' _C that are based on deviations of the actual yaw behavior from the desired yaw behavior (including modeling errors). This property can be used to specifically determine a desired steering transfer function G _n , which leads to approximately a certain desired yaw dynamics of the vehicle; the IMZF controller causes the yaw behavior of the controlled vehicle to follow _{the model G n.} The desired steering transfer function G _n can optionally be adapted to the operating conditions, in particular the vehicle speed, provided that values for this are available from measurements, observations or estimation algorithms.

Gegebenenfalls kann die gewünschte Lenkübertragungsfunktion darüber hinaus vom Hersteller und/oder vom Benutzer einstell bar sein, um beispielsweise für Stadt- oder Autobahnverkehr, Sport- oder Komforteinstellung, unterschiedliche Lenkeigen schaften zu erzielen. Dazu können Parameter der Wunschlenk übertragungsfunktion G_n veränderbar sein.If necessary, the desired steering transfer function can also be adjustable by the manufacturer and / or by the user in order to achieve different steering properties, for example for city or motorway traffic, sport or comfort settings. For this purpose, parameters of the desired joint transfer function G _{n can be} changed.

Mit dem Bezugszeichen 40 ist ein optionales Filter mit der Übertragungsfunktion F im Vorwärtszweig der Regelungsstruktur bezeichnet. Dieses Filter 40 kann als weiterer Freiheitsgrad bei der Auslegung des Lenkübertragungsverhaltens (gemeinhin auch als Handling bezeichnet) genutzt werden, beispielsweise um die Lenkübersetzung veränderbar zu machen oder das An sprechverhalten (beispielsweise die Agilität des Lenkübertra gungsverhaltens) zu verbessern. Hierdurch kann gegebenen falls, ausgehend von G_n, die Lenkübertragungsfunktion des ge regelten Fahrzeugs weiter verändert werden. Soll von dieser Möglichkeit kein Gebrauch gemacht werden, so wird F = 0 ge setzt.Reference numeral 40 denotes an optional filter with the transfer function F in the forward branch of the control structure. This filter 40 can be used as a further degree of freedom in designing the steering transmission behavior (commonly also referred to as handling), for example to make the steering ratio changeable or to improve the response behavior (for example the agility of the steering transmission behavior). As a result, the steering transfer function of the controlled vehicle can be changed further, if necessary, starting from G _n. If this option is not to be used, F = 0 is set.

Mit dem Bezugszeichen 41 ist eine Einheit zum Ein- und Aus schalten des Reglers bezeichnet. Beispielsweise kann das Ein-/Ausschaltverhalten gemäß der Kennlinie von Fig. 6 er folgen. In diesem Fall ist der Regler bis zu einem unteren Geschwindigkeitsschwellenwert v₁ ausgeschaltet. Dies kann notwendig sein, da beispielsweise ABS-Sensoren erst ab einer gewissen Mindestgeschwindigkeit funktionsfähig sind. Ab dem unteren Geschwindigkeitsschwellenwert v₁ kann dann der Regler kontinuierlich bis zu einem oberen Geschwindigkeitsschwellen wert v₂ eingeschaltet werden.The reference numeral 41 denotes a unit for switching the controller on and off. For example, the on / off behavior according to the characteristic curve of FIG. 6 can be followed. In this case, the controller is switched off down to a lower speed threshold value v ₁ . This may be necessary because ABS sensors, for example, are only functional from a certain minimum speed. From the lower speed _{threshold value v 1} , the controller can then be switched on continuously up to an upper speed threshold value v ₂ .

Der Grund für ein solches Ein-/Ausschaltverhalten ist, daß der Fahrer bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten in der Re gel keine Probleme haben wird, das Fahrzeug auch bei Seiten wind und dergl. unter Kontrolle zu halten. Das geschwindig keitsabhängig stetige Ansteigen der Ansprechempfindlichkeit der Regeleinrichtung gemäß der P-Kennlinie vom abgeschalte ten, inaktiven Zustand in den voll eingeschalteten Zustand vermeidet ruckartige und damit für den Fahrer irritierende Lenkeingriffe.The reason for such an on / off behavior is that the driver at low vehicle speeds in the Re gel will have no problems with the vehicle even at sides to keep wind and the like under control. That quickly steady increase in response sensitivity as a function of the condition the control device according to the P-characteristic of the switched off th, inactive state to the fully switched-on state avoids jerky and thus irritating for the driver Steering interventions.

Wie in den Figuren schematisch mit E bezeichnet, kann die Re gelung auch allgemein abgeschaltet sein und nur ereignisge steuert aktivierbar sein. Falls also ein Ereignis wie bei spielsweise das Platzen eines Reifens durch plötzlichen Druckabfall detektiert wird, gibt ein entsprechender Sensor das Signal E aus, um die Regelung einzuschalten.As indicated schematically in the figures by E, the Re can also be generally switched off and only eventual controls can be activated. So if an event like at For example, the bursting of a tire caused by a sudden A pressure drop is detected, there is a corresponding sensor the signal E off to switch on the control.

Fig. 4 zeigt einen entsprechenden Signalflußplan für die Lenk einrichtung der Fig. 2. Bei dieser Lenkeinrichtung stellt der Aktuator den Gesamtradlenkwinkel und nicht nur einen Korrek turradlenkwinkel ein. Dies wird oft auch als "Steer-by-Wire" bezeichnet, da wenigstens eine nichtmechanische Teilstrecke vorliegt. Fig. 4 shows a corresponding signal flow diagram for the steering device of FIG. 2. In this steering device, the actuator sets the total wheel steering angle and not just a correct wheel steering angle. This is often referred to as "steer-by-wire", since there is at least one non-mechanical section.

Gleiche oder gleichwirkende Komponenten sind in Fig. 4 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 3 versehen, jedoch wiederum um den Kleinbuchstaben a ergänzt. Im übrigen sind die Bezugs zeichen der Fig. 2 verwendet. Der Unterschied zu dem Signal flußplan der Fig. 3 liegt in der Position des Lenkaktuators 28a, in den hier die Summe aus kommandiertem Radlenkwinkel δ_L und Korrekturlenkwinkel δ_C eingegeben wird.Identical or identically acting components are provided in FIG. 4 with the same reference numerals as in FIG. 3, but again supplemented by the lowercase letter a. In addition, the reference characters of FIG. 2 are used. The difference to the signal flow diagram of FIG. 3 lies in the position of the steering actuator 28 a, into which the sum of the commanded wheel steering angle δ _L and the correction _{steering angle δ C is} entered here.

Mit dem Bezugszeichen 40a ist ein optionales Vorfilter mit der Ubertragungsfunktion F_SBW bezeichnet. Soll von dieser Möglichkeit zur Gestaltung des Lenkübertragungsverhaltens kein Gebrauch gemacht werden, so wird F_SBW = 1 gesetzt.An optional prefilter with the transfer function F _SBW is denoted by the reference symbol 40 a. If this option for shaping the steering transmission behavior is not to be used, F _SBW = 1 is set.

Fig. 5 zeigt eine Variante von Fig. 4, bei der als Eingangs signal zum Filter 38a nicht, wie in Fig. 4, das Eingangssignal des Aktuators 28a, sondern dessen Ausgangssignal verwendet wird. Hierdurch kann eine Verbesserung der Robustheit der Re gelung gegenüber nichtlinearem Verhalten des Aktuators 28a erreicht werden, insbesondere gegenüber Sättigungseffekten (Stellratenbegrenzung usw.) des Aktuators 28a. Fig. 5 shows a variant of Fig. 4, in which the input signal to the filter 38 a not, as in Fig. 4, the input signal of the actuator 28 a, but its output signal is used. This makes it possible to improve the robustness of the control with respect to the non-linear behavior of the actuator 28 a, in particular with respect to saturation effects (setting rate limitation, etc.) of the actuator 28 a.

Der IMZF-Regler ist vorzugsweise so ausgelegt, daß er robuste Stabilität, Störungsunterdrückung und Erfüllung des gewünsch ten Lenkübertragungsverhaltens auch bei großen Schwankungen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Beladung und des Kraft schlusses zwischen Reifen und Straße aufweist.The IMZF controller is preferably designed to be robust Stability, interference suppression and fulfillment of the desired th steering transmission behavior even with large fluctuations the vehicle speed, the load and the power connection between the tire and the road.

In Verbindung mit Fig. 3 bis 5 wird darauf hingewiesen, daß es prinzipiell auch denkbar ist, zusätzlich oder statt der Fil ter 34, 38 bzw. 34a, 38a nach der Vergleichsstelle 36 bzw. 36a ein Bandpaßfilter vorzusehen. Ebenso kann statt der Band paßcharakteristik auch eine Filteranordnung mit Tiefpaßcha rakteristik gewählt werden.In connection with Fig. 3 to 5 it is pointed out that it is in principle also conceivable to provide a bandpass filter in addition to or instead of the Fil ter 34 , 38 or 34 a, 38 a after the comparison junction 36 or 36 a. Likewise, instead of the band-pass characteristic, a filter arrangement with a low-pass characteristic can also be selected.

Fig. 7 zeigt einen beispielhaften Amplitudengang für die Fil terübertragungsfunktionen C₁ und C₂ der Filter 34, 34a bzw. 38, 38a. Wie zu erkennen ist, besitzen die Filter in diesem Beispiel Bandpaßcharakter. Der Bandpaßcharakter ermöglicht es, daß die Regeleinrichtung nur auf die Anteile einer Abwei chung vom Wunschgierverhalten im mittleren Frequenzbereich reagiert und ihre Regelwirkung nach einigen Zehntelsekunden abklingt. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Fahrer auf die niederfrequenten Anteile der Abweichung vom Wunschgier verhalten normalerweise selbst in angemessener Weise reagie ren kann. Das Bandpaßcharakteristik sorgt somit für eine fre quenzselektive Mensch/Maschine-Aufgabentrennung. Fig. 7 shows an exemplary amplitude response for the filter transfer functions C ₁ and C _{2 of} the filters 34 , 34 a and 38 , 38 a. As can be seen, the filters in this example have bandpass character. The bandpass character makes it possible that the control device only reacts to the proportions of a deviation from the desired yaw behavior in the middle frequency range and its control effect subsides after a few tenths of a second. It is assumed that the driver can usually react appropriately to the low-frequency components of the deviation from greed himself. The bandpass characteristic thus ensures a frequency-selective separation of human / machine tasks.

Im Durchlaßbereich, der in Fig. 7 mit D angedeutet ist, besit zen die Filterübertragungsfunktionen C₁ und C₂ vorzugsweise annähernd den Wert 1 (entsprechend 0 dB). Im Anschluß an den Durchlaßbereich D fällt der Filteramplitudengang wieder ab, um das in den Fig. 3 bis 5 mit n bezeichnete Sensorrauschen zu unterdrücken und in bekannter Weise die robuste Stabilität des geregelten Systems zu gewährleisten.In the pass band, which is indicated by D in FIG. 7, the filter transfer functions C ₁ and C ₂ preferably have approximately the value 1 (corresponding to 0 dB). Following the pass band D, the filter amplitude response drops again in order to suppress the sensor noise denoted by n in FIGS. 3 to 5 and to ensure the robust stability of the controlled system in a known manner.

Zur Ermittlung einer geeigneten Wunschlenkübertragungsfunkti on G_n für ein beispielhaft angenommen vorderradgelenktes Straßenfahrzeug kann beispielsweise ein in Fig. 8 skizziertes linearisiertes Einspurmodell des Fahrzeugs mit einem gelenkten Vorderrad 42 und einem Hinterrad 44 herangezogen werden. In diesem Modell bezeichnen F_f und F_r die Seitenkraft am Vor derrad 42 bzw. Hinterrad 44, CG den Schwerpunkt des Fahr zeugs, r die Gierrate des Fahrzeugs, v den Betrag des Fahr zeuggeschwindigkeitsvektors im Schwerpunkt CG, l_f und l_r den Abstand der Vorder- bzw. Hinterachse vom Schwerpunkt CG, δ_f den Vorderradlenkwinkel und β den Schwimmwinkel zwischen Ge schwindigkeitsvektor v und Fahrzeuglängsachse im Schwerpunkt CG.To determine a suitable Wunschlenkübertragungsfunkti on G _n for an example assumed by way of front wheel steered road vehicle, for example, a sketched in Fig. 8 linearized single-track vehicle with a steered front wheel and a rear wheel 42 are used 44th In this model, F _f and F _r denote the lateral force on the front wheel 42 and rear wheel 44 , CG the center of gravity of the vehicle, r the yaw rate of the vehicle, v the amount of the vehicle speed vector at the center of gravity CG, l _f and l _r the distance the front or rear axle from the center of gravity CG, δ _f the front wheel steering angle and β the slip angle between Ge speed vector v and the longitudinal axis of the vehicle in the center of gravity CG.

Für dieses Modell läßt sich eine Lenkübertragungsfunktion G*(s) vom Vorderradlenkwinkel δ_f zur Gierrate r wie folgt an geben:
For this model, a steering transfer function G * (s) from the front wheel steering angle δ _f to the yaw rate r can be given as follows:

mit
b₀ = c_fc_r(I_f +I_r)v
b₁ = c_fI_fmv²
a₀ = c_fc_r(I_f + I_r)² + (c_rI_r - c_fI_f)mv²
a₁ = (c_f(J + I² _fm) + c_r(J + I² _rm)v
a₂ = Jmv²und c_f = µc_f0, c_r = µc_r0. Darin bezeichnen c_f0 und c_r0 die nomi nelle Schräglaufsteifigkeit vorn bzw. hinten, µ den Kraft schlußkoeffizienten zwischen Reifen und Straße, m die Fahr zeugmasse und J das Trägheitsmoment des Fahrzeugs um die Hochachse durch den Schwerpunkt CG.with
b ₀ = c _f c _r (I _f + I _r ) v
b ₁ = c _f I _f mv ²
a ₀ = c _f c _r (I _f + I _r ) ² + (c _r I _r - c _f I _f ) mv ²
a ₁ = (c _f (J + I ² _f m) + c _r (J + I ² _r m) v
a ₂ = Jmv ² and c _f = µc _f0 , c _r = µc _r0 . Therein c _f0 and c _{r0 denote} the nomi nelle slip rigidity front and rear, µ the friction coefficient between tire and road, m the vehicle mass and J the moment of inertia of the vehicle about the vertical axis through the center of gravity CG.

Die stationäre Verstärkung K^*(v) der Lenkübertragungsfunktion G^*(s) bei einem nominalen Kraftschlußkoeffizienten µ = µ_n läßt sich dann wie folgt angeben:
The steady-state gain K ^* (v) of the steering transfer function G ^* (s) with a nominal adhesion coefficient µ = µ _n can then be specified as follows:

Basierend auf vorstehendem Fahrzeugmodell haben sich für den IMZF-Regler Wunschlenkübertragungsfunktionen G_n der Form
Based on the vehicle model above, the desired steering transfer functions G _{n of} the form for the IMZF controller have become

als günstig erwiesen. τ_n und K_n sind dabei IMZF-Reglerpara meter, die abhängig von verschiedenen Betriebszuständen bzw. -parametern (beispielsweise µ, v, m, . . .) gewählt werden kön nen. Man erkennt leicht, daß damit die Wunschlenkübertra gungsfunktion G_n eine Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwin digkeit besitzt.proven to be cheap. τ _n and K _n are IMZF controller parameters that can be selected as a function of different operating states or parameters (for example µ, v, m,...). It is easy to see that the wish transfer function G _{n is} dependent on the speed of the vehicle.

Es ist anzumerken, daß sich die Erfindung sowohl zeitkontinu ierlich (wie erläutert) wie auch zeitdiskret implementieren läßt.It should be noted that the invention is both time-continuous ierlich (as explained) as well as time-discrete implement leaves.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfas sen:
The advantages of the invention can be summarized as follows:

1. Good interference suppression (µ-split braking, tire pressure reduction lust, cross wind, current, engine failure)
2. Possibility of specifying a desired steering transmission behavior by choosing a corresponding target model G n .
3. Robustness of the two aforementioned properties with regard to parametric uncertainties and non-modeled dynamics.

Dies läßt sich wie folgt demonstrieren:
Bei Wahl von C₁ = C₂ = Q und F_SBW = 1 kann das Lenkübertra gungsverhalten des geregelten Fahrzeugs wie folgt dargestellt werden (vgl. Fig. 5):
This can be demonstrated as follows:
If C ₁ = C ₂ = Q and F _SBW = 1 is selected, the steering transmission behavior of the controlled vehicle can be represented as follows (see Fig. 5):

In einem gewünschten Frequenzbereich, in dem auch der Aktua tor mit der Übertragungsfunktion G_a hinreichend ideales Über tragungsverhalten aufweist, kann Q = 1 gewählt werden. Unter den Annahmen Q = 1 und G_a = 1 geht Gl. (6) über in
Q = 1 can be selected in a desired frequency range in which the actuator with the transfer function G _{a also has sufficiently ideal transfer behavior.} Assuming Q = 1 and G _a = 1, Eq. ( 6 ) over in

Da dies unabhängig von Betriebsparametern und der Anwesenheit äußerer Störungen der Fall ist, zeigen diese Grenzwertbe trachtungen die Robustheit der genannten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Regelungsstruktur im betrachteten Frequenz bereich.Since this is independent of operating parameters and presence external disturbances is the case, these limit values show the robustness of the mentioned properties of the Control structure according to the invention in the frequency under consideration area.

Claims

1. Regulated device for controlling the dynamic behavior of a vehicle around a defined axis, comprising:
an actuator for controlling an adjustable control element, the actuator being connected to the control element via a control transmission line and the control element influencing the behavior of the vehicle about the defined axis,
a sensor for detecting the rate of rotation of the vehicle around the defined axis,
a sensor for detecting an actuating signal representative of the position of the control element, and
a controller that determines a correction signal by forming the difference between the control signal and a theoretical control signal, which is calculated by filtering the detected rate of rotation, and feeds the correction signal back to the control transmission line.

2. Device according to claim 1, characterized in that the detected rate of rotation with the inverse of a desired guide transfer function is filtered.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that in the controller ( 18 ; 18 a) the inverse (G _n ^-1 ) of a model (G _n ) is implemented, which is a desired dynamic behavior of the vehicle cal describes the predetermined axis as a function of the position of the control element, and that this model (G _n ) is dependent on the vehicle speed (v).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the responsiveness of the controller ( 18 ; 18 a) to undesired movements of the vehicle about the predetermined axis within a vehicle standstill subsequent range of lower vehicle speed (v) is lower than at higher vehicle speeds (v).

5. Device according to claim 4, characterized in that the responsiveness of the controller ( 18 ; 18 a) to unwanted movements of the vehicle about the predetermined axis within the range of low vehicle speed is at least approximately zero and then gradually increases.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the controller ( 18 ; 18 a) for. Achievement of a bandpass character having sensitivity to unwanted movements about the predetermined axis with a bandpass filter arrangement ( 34 , 38 ; 34 a, 38 a) leads out.

7. Steering device for a road vehicle, comprising
a steering actuator (10 ; 10 a) connected via a steering transmission line ( 12 ; 12 a) with at least one steered wheel ( 14 ; 14 a) of the vehicle,
a yaw rate detection device (22 ; 22 a) which provides a yaw rate signal representative of the yaw rate (r) of the vehicle,
a wheel steering angle detection device ( 20 ; 20 a), wel che wheel steering angle information about the wheel steering angle (δ) of the steered wheel ( 14 ; 14 a) provides, and
a control device ( 16 ; 16 a) which responds to the yaw rate signal and the wheel steering angle information and acts on the steering transmission line ( 12 ; 12 a) and which is directed to an independent steering intervention in the sense of a reduction of these yaw movements when undesired yaw movements of the vehicle occur to effect, characterized in that the control device ( 16 ; 16 a) comprises a controller (18 ; 18 a) fed by the yaw rate signal (r) and the wheel steering angle information, which includes a wheel steering angle correction signal (δ _{C that is representative of the undesired yaw movements)} ) provides, and that the control device ( 16 ; 16 a) is set up to effect the steering intervention as a function of the wheel steering angle correction signal (δ _C ).

8. Steering device according to claim 7, characterized in that in the controller ( 18 ; 18 a) the inverse (G _n ^-1 ) of a model (G _n ) is implemented, which a desired yaw dynamics of the vehicle as a function of the wheel steering angle (δ) of the GE steered wheel ( 14 ; 14 a) describes, and that this model (G _n ) of the yaw dynamics is dependent on the vehicle speed (v).

9. Steering device according to claim 7 or 8, characterized in that the responsiveness of the controller ( 18 ; 18 a) to undesired yaw movements of the vehicle within a subsequent slow driving range of the vehicle speed (v) is lower than at higher vehicle speeds (v) .

10. Steering device according to claim 9, characterized in that the responsiveness of the controller ( 18 ; 18 a) to un desired yaw movements of the vehicle within the slow samfahrbereich is at least approximately zero and then gradually increases.

11. Steering device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the controller ( 18 ; 18 a) is designed to achieve a bandpass character having sensitivity to unwanted vehicle yaw movements with a bandpass filter arrangement ( 34 , 38 ; 34 a, 38 a).

12. Steering device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the controller ( 18 ; 18 a) is formed on the basis of the yaw dynamics of a linearized single-track model of the vehicle ( Fig. 8).

13. Method for regulating the dynamic behavior of a vehicle around a defined axis,
wherein the vehicle has an actuating element for activating an adjustable control element, the actuating element is connected to the control element via a control transmission line and the control element influences the behavior of the vehicle about the defined axis,
performing the following steps:

- Detecting the rate of rotation of the vehicle around the defined axis,
- Detection of an actuating signal representative of the position of the control element,
- Calculation of a correction signal by forming the difference between the control signal and a theoretical control signal, which is calculated by filtering the detected rate of rotation, and
- The correction signal is fed back to the control transmission line.

14. The method according to claim 13, characterized in that the rate of rotation with the inverse of a desired guidance transfer function is filtered.

15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that a controller ( 18 ; 18 a) is used in which the inverse (G _n ^-1 ) of a model (G _n ) is implemented, which ei ne desired dynamics of the vehicle about the predetermined axis as a function of the position of the control element be writes, this model (G _n ) of the dynamic behavior about the predetermined axis is dependent on the vehicle speed (v).

16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that a controller ( 18 ; 18 a) is used, the sensitivity of which to undesired movements of the vehicle about the predetermined axis within a range of low vehicle speed connected to vehicle standstill ( v) is lower and is greater at higher vehicle speeds (v).

17. The method according to claim 16, characterized in that a controller ( 18 ; 18 a) is used whose sensitivity to unwanted movements of the vehicle about the predetermined axis within the slow travel range is at least approximately zero and then gradually increases.

18. The method according to any one of claims 13 to 17, characterized in that a controller ( 18 ; 18 a) is used, the sensitivity to achieve a bandpass character having response to undesired movements of the vehicle about the predetermined axis with a Bandpassfilteranord voltage ( 34 , 38 ; 34 a, 38 a) is executed.

19. A method for steering a road vehicle, which comprises a via a steering transmission line (12 ; 12 a) with at least one steered wheel ( 14 ; 14 a) of the vehicle ver related steering actuator ( 10 ; 10 a), wherein the method for the Yaw rate (r) of the vehicle representative yaw rate signal and wheel steering angle information about the wheel steering angle (δ) of the steered wheel ( 14 ; 14 a) are provided and, if undesired yaw movements of the vehicle occur, an independent steering intervention on the steering transmission line ( 12 ; 12 a) as a function is effected by the yaw rate signal and the wheel steering angle information in the sense of a reduction of these undesirable yaw movements, characterized in that by means of a controller ( 18 ; 18 _{a) fed by the yaw rate signal and the wheel steering angle information, a wheel steering angle correction signal (δ C} ) representative of the undesired yaw movements is determined and the steering intervention is dependent t is effected by δ this wheel steering angle correction signal (δ _C ).

20. The method according to claim 19, characterized in that a controller ( 18 ; 18 a) is used in which the inverse (G _n ^- 1) of a model (G _n ) is implemented, which a ge desired yaw dynamics of the vehicle as a function from the wheel steering angle (δ) of the steered wheel ( 14 ; 14 a) describes, this model (G _n ) of the yaw dynamics dependent on δer vehicle speed (v).

21. The method according to claim 19 or 20, characterized in that a controller ( 18 ; 18 a) is used, the response sensitivity to unwanted yaw movements of the vehicle within a vehicle standstill connect the slow driving range of the vehicle speed (v) ge ringer and at higher vehicle speeds (v) is greater.

22. The method according to claim 21, characterized in that a controller ( 18 ; 18 a) is used whose sensitivity to unwanted yaw movements of the vehicle within the slow driving range is at least approximately zero and then gradually increases.

23. The method according to any one of claims 19 to 22, characterized in that a controller ( 18 ; 18 a) is used, the sensitivity to achieve a bandpass character having response to undesired vehicle yaw movements with a bandpass filter arrangement ( 34 , 38 ; 34 a, 38 a) is executed.

24. The method according to any one of claims 19 to 23, characterized in that a controller ( 18 ; 18 a) formed on the basis of the yaw dynamics of a linearized single-track model of the vehicle ( FIG. 8) is used.

25. Computer software product, characterized in that it in the state implemented in a computer, the execution a method according to one of claims 19 to 24 enabled light.